研究人員發現了一種形成蜘蛛獨特腰部的重要基因，凸顯了螯肢生物學的一個獨特面向。這種被稱為”無腰”的基因將蜘蛛與昆蟲和甲殼類等其他節肢動物區分開來，後者由於進化分化而缺乏這種基因。

新的研究揭示了一個對蜘蛛窄腰發育至關重要的基因，它使蜘蛛有別於其他節肢動物。這項發現強調了蜘蛛基因的獨特性以及古老基因在現代生物學中的重要意義。

一個古老的基因對於蜘蛛身體上一分為二的獨特腰部的發育至關重要。美國威斯康辛大學麥迪遜分校的艾米莉-塞頓（EmilySetton）及其同事將於今天（8月29日）在開放取用期刊《PLOS Biology》上發表一項新研究。

蜘蛛的身體分為兩部分，中間由狹窄的腰部隔開。與昆蟲和甲殼類動物相比，人們對蜘蛛胚胎發育的了解相對較少，對參與蜘蛛腰部形成的基因也知之甚少。

敲除無腰基因後腰部缺失的蜘蛛胚胎。螢光立體顯微鏡下的Hoechst 染色。圖片來源：EVW Setton et al： EVW Setton 等人，2024，PLOS Biology （CC-BY 4.0），已編輯

為了進行研究，研究人員對德州棕色狼蛛（Aphonopelma hentzi）胚胎在不同發育階段表達的基因進行了定序。他們確定了12 個在腰部兩側胚胎細胞中表達量不同的基因。他們在普通家蛛（Parasteatoda tepidariorum）的胚胎中逐一沉默了這些候選基因，以了解它們在發育過程中的功能。

這揭示了蜘蛛腰部發育所需的一個基因，作者將其命名為”無腰”基因。它是一個被稱為”Iroquois”的基因家族的一部分，以前曾在昆蟲和脊椎動物中對其進行過研究。

然而，對Iroquois家族進化史的分析表明，無腰基因在昆蟲和甲殼類的共同祖先中丟失了。這也許可以解釋為什麼以前沒有對無腰基因進行研究，因為研究往往集中在缺乏該基因的昆蟲和甲殼類模式生物。

野外採集胚胎時，Aphonopelma hentzi 在洞穴旁的標本。美國科羅拉多州科曼奇國家草原。圖片來源：EVW Setton (CC-BY 4.0 )

研究結果表明，一種古老但以前未被研究過的基因對身體前部和後部之間邊界的發育至關重要，而這正是包括蜘蛛和蟎蟲在內的螯足類動物的一個決定性特徵。作者說，要了解無腰基因在其他螯足類動物（如蝎子）中的作用，還需要進一步的研究。

作者補充說：”我們的工作發現了一個新的、意想不到的基因，它參與了標誌性蜘蛛身體計劃的模式化。更廣泛地說，這項工作凸顯了新基因在古老動物群體中的功能”。

編譯自/ ScitechDaily